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浅谈城市管廊智能综合监控系统的设计与实现

文章更新时间:2023-05-17 点击量:122

摘要:为解决设备监控、通信、报警等功能系统兼容性差、人廊单位交叉作业安全风险高、运维管理复杂等问题,设计了智能公用隧道监控管理系统,从整体设计、硬件系统设计、软件平台设计三个方面详细介绍了系统的结构和功能。该系统实现了公用隧道的环境和设备监控、安全防范通信和定位、运维管理等功能。它具有集成化和精细化管理的优点,满足了公用隧道运维管理的安全性、便利性和智能化要求。


关键字:公用隧道;智能监控系统;硬件系统;软件平台

引言

目前,虽然我国有三项国家标准阐述了公用隧道监控系统的基本组成、具体功能和性能指标,但对其智能管理没有具体规定。在满足上述国家标准的基础上,笔者设计的公用隧道智能监控系统综合应用了BIM、GIS、通过对管廊内环境和设备状态的主动感知、异常问题的动态处理和运行情况的智能分析,大数据等先进技术实现了综合管廊的智能化管理。

一整个系统设计

1系统组成

公用隧道智能监控系统的整体结构由中央层、控制层、设备层三级组成。其中,中心层设置在监控中心,硬件包括监控系统机柜、安全系统机柜、通信系统机柜、数据管理机柜、UPS机柜、各类工作站、监控大屏幕等。由统一管理平台软件、数据库软件、工业控制系统软件、通信系统软件、BIM软件、手持终端APP等各类业务软件组成。控制层为设置在管廊现场各防火分区设备之间的区域控制单元。(ACU),机柜内的主要设备有交换机,PLC、UPS、NVR、中间继电器、断路器等.)该设备层是安装在管廊内的各种类型的传感器和前端设备,包括气体传感器(〇2、H2S、CH4、温🗎度)、液位传感器,烟雾传感器,红外线探测器,摄像机,无线AP、设备控制箱(风机、水泵、照明等)门禁、巡更点等。图1显示了系统架构。

图1.png

图一系统结构

2系统的整体功能

管廊监控系统可分为环境和设备状态监控、安全视频监控、人侵和门禁监控、火灾自动报警、无线和固定语音通信、电子巡逻、人员定位、机器人自动巡逻等部分。该系统通过统一的管理平台整合所有功能模块,具有监控、报警管理、数据采集和存储等功能。,并且可以通过大数据技术分析监控数据的趋势;同时,它还具有应急预设、走廊管道数据管理、系统维护和诊断、基于GIS和BIM技术的运行和维护管理功能,可以实现位置。

图2系统功能示意图

二设计硬件系统

1监控中心硬件系统

该系统的中心层设置在监控中心,为管道走廊提供设备监控、维护和运行维护等配套服务。中央硬件系统需要满足统一管理平台软件和各子系统后台软件的运行环境要求。

2区域控制单元(ACU)

ACU是集信号采集、地方控制、数据交换、远程联网等功能于一体的区域控制模块。,以满足公用隧道内多种检测数据的集中控制和传输需求。ACU配有PLC控制器,通过数字输入/模拟输入和现场总线采集气体浓度、温度、人侵防范、液位等监测信息,控制通风机、排水泵、照明、电控井盖、门禁、光报警器等设备的运行。ACU的网络通道由安全交换机和监控交换机组成,分别连接人摄像机和无线AP。、通过环网光纤将门禁和PLC控制器上传到监控中心。管辖范围内的ACU机柜和监控设备通过各种断路器和开关连接到机柜内的UPS输出端和UPS外部配电柜。

3前端设备和传感器

该系统的前端设备层主要由现场仪表和设备箱组成,如环境监控系统、安全系统、通信系统等,包括:

三软件平台设计

1软件平台架构

综合管廊健康系统统一管理平台软件,应用SOA架构开发,充分整合各业务系统与其他系统之间的业务接口,利用WebserviceSOAP和REST等传统三层架构构构建系统数据通道,实现多层服务模式。通过GIS地图和BIM建模技术,软件实现了监控数据与位置信息的实时联系,以及管廊内的3D。同时,系统应用大数据技术实时采集和存储管廊业务的相关结构化、半结构化和非结构化数据,然后通过数据挖掘和运维方式进行管理。平台架构图如图3所示

图3.png

图3软件平台架构

四AcrelEMS-UT公用隧道能效管理平台

1平台概述

AcrelEMS-UT公用隧道能效管理平台集电力监控、能源管理、电气安全、照明控制、环境监控于一体,从数据采集、通信网络、系统架构、联动控制、综合数据服务等方面提供数据支持。为建立可靠、安全、高效的公用隧道管理系统,解决了公用隧道管理过程中内部干扰性强、用户多、协调复杂的根本问题,大大提高了系统运行的可靠性和可管理性。

2平台组成

安科瑞城市地下公用隧道能效管理系统是一个深度集成的自动化平台,集成了10KV/O.4KV变电站电力监控系统、变电站环境监控系统、智能电机监控系统、电气火灾监控系统、消防设备电源系统、防火门监控系统、智能照明系统、消防应急照明和疏散指示系统。用户可以通过浏览器和手机APP获取数据,集中监控、统一管理和统一调度管廊用电和用电安全,同时满足管廊用电可靠、安全、稳定、高效、有序的要求。

3平台拓扑

4有关平台部署硬件选择清单

电力监控和配电室环境监控系统



五结语

综合管廊智能监控系统的实现方法详细介绍了系统的结构、构成和功能。该系统结合运营商的使用需求,应用B1M、GIS和大数据技术,用户可以通过统一管理平台对公用隧道的运行状况进行统一检测和管理,使业务处理更加方便高效,从而实现公用隧道的智能管理。该项目的研究成果已应用于武汉市武九线公用隧道项目和沈阳市中德园公用隧道项目,并取得了良好的使用效果和社会效益。


参考文献

【1】刘玉昊,王昕煜,李芝宏,赵东波,赵少博.一种城市综合管廊智能监控系统的设计与实现

【2】上海工程设计研究总院(集团)有限公司,等.城市综合管廊工程技术规范:GB50838-2015[S].

【3】安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05